JP6905889B2

JP6905889B2 - センサ固定器具

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Publication number: JP6905889B2
Application number: JP2017145103A
Authority: JP
Inventors: 宇崎　吉彦; 吉彦宇崎
Original assignee: Tlv Co Ltd
Current assignee: Tlv Co Ltd
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP2019027846A

Description

本願は、センサを測定対象物に固定するセンサ固定器具に関する。

例えば特許文献１には、センサを測定対象物に固定する方法が開示されている。具体的に、特許文献１では、測定対象物である配管の外周面に熱硬化性塗料を塗布し、この塗料が乾燥してしまう前に肉厚測定センサを配管の所定位置に貼り付ける。そして、塗料が完全に乾燥することにより、肉厚測定センサが配管に固定される。こうして、配管の所定位置における肉厚が肉厚測定センサによって測定される。

特開２０１３−１７４５０４号公報

ところで、上述したセンサの固定方法では、特にセンサのメンテナンスや交換によってセンサを再度固定する際、所定の固定状態を確保することが困難であった。センサによる検出精度をより高く且つ安定したものにするためには、センサと測定対象物との接触度合や、非接触型のセンサの場合ではセンサと測定対象物との距離といった所定の固定状態を確保することが重要である。このような所定の固定状態を上述した固定方法では確保しづらいという問題があった。

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサを所定の固定状態で容易に固定することにある。

本願に開示の技術は、外周面に突起が設けられた柱状のプローブを有するセンサ装置を測定対象物に接触させてまたは近接して固定するセンサ固定器具である。センサ固定器具は、一端が前記測定対象物に向かって開口する状態で設けられ、他端から前記プローブが挿入されて該プローブを保持する両端開放の筒部を備えている。そして、前記筒部は、該筒部の側壁に軸方向に延びて設けられ、前記プローブが挿入される際、前記プローブの先端が前記測定対象物に接触するまで、または、前記プローブの先端と前記測定対象物との距離が所定値となるまで、前記突起をガイドするガイド部を有している。

本願のセンサ固定器具によれば、センサを所定の固定状態で容易に固定することができる。

図１は、実施形態に係るセンサ固定器具の概略構成を示す正面図である。図２は、実施形態に係るセンサ装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は下方から視た底面図である。図３は、実施形態に係る保持部材の概略構成を示す図であり、（Ａ）は上方から視た平面図であり、（Ｂ）は正面図である。図４は、実施形態に係るセンサ固定器具の要部を拡大して示す正面図である。

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

図１に示す本実施形態のセンサ固定器具１００（以下、単に固定器具１００とも言う。）は、センサ装置１を測定対象物に接触させてまたは近接して固定するものである。本実施形態において、測定対象物は高温の流体が流れる配管１である。配管１の外周には断熱材２が環状に巻かれており、センサ装置５は断熱材２を介して配管１に固定される。つまり、センサ装置５は配管１に近接して固定される。

〈センサ装置の構成〉
センサ装置５は、パルス渦電流探傷（ＰＥＣ：Pulsed Eddy Current）によって配管１（測定対象物）の厚さを測定するものである。図２に示すように、センサ装置５は、装置本体６と、プローブ７とを備えている。装置本体６は矩形体状に形成され、装置本体６の下面に円柱状のプローブ７が設けられている。

プローブ７の外周面には、２つで対となる突起８，９が２対設けられている。対となる２つの突起８，９は、プローブ７の軸方向に所定の間隔を置いて設けられている。２対の突起８，９は、プローブ７の周方向において互いに１８０度ずれた位置に設けられている。突起８，９は、プローブ７の外周面から突出する正面視円形に形成されている。

プローブ７は、配管１に渦電流を発生させ、発生した渦電流を検出する。プローブ７は、図示しないが、内部に、コアと、コアに巻回された励磁コイルおよび受信コイルとを有している。プローブ７は、非接触型のものであり、配管１に近接して配置される。「非接触型」とは、非接触でも使用可能であることを意味し、接触状態での使用を除外するものではない。プローブ７は、変動磁場を発生させることによって配管１に渦電流を発生させる。また、プローブ７は、配管１に発生した渦電流の変化を誘導電圧として検出する。

装置本体６は、図示しないが、内部に、励磁部と、検出部と、通信部とを有している。励磁部は、パルス状の励磁電流を励磁コイルに印加する。検出部は、配管１の渦電流に応じて受信コイルに発生する誘導起電力を検出する。受信コイルに発生する誘導起電力の過渡変化は、配管１に発生する渦電流の過渡変化と関連している。通信部は、外部機器と無線通信を行う。例えば、通信部は、検出部によって検出された誘導起電力に関する信号を演算装置（図示省略）に送信する。演算装置では、通信部から送信された信号に基づいて、配管１（測定対象物）の厚さが算出される。

〈センサ固定器具の構成〉
図３および図４にも示すように、固定器具１００は、取付部材１０と、保持部材２０と、締付けバンド３０とを備えている。

取付部材１０は、保持部材２０を取り付けるためのものである。取付部材１０は、金属製の板部材であり、断熱材２の外周に環状に巻かれている。取付部材１０には、円形の貫通孔１１が設けられている。

保持部材２０は、センサ装置５を保持するものであり、両端開放の円筒状の筒部２１と、取付片２５とを有している。筒部２１の内径は、プローブ７の直径と略同じ大きさである。センサ装置５は、プローブ７が筒部２１に挿入されて保持される。

筒部２１の側壁には、軸方向に延びる２つのスリット２２が設けられている。スリット２２は、筒部２１の端部から軸方向途中まで直線的に延びている。つまり、スリット２２の始端（図３（Ｂ）において上側の端部）は筒部２１の端部に開口し、終端（図３（Ｂ）において下側の端部）は筒部２１の軸方向における下半部に位置している。スリット２２は、細長い矩形状に形成されている。２つのスリット２２は、筒部２１の周方向において互いに１８０度ずれた位置に設けられている。スリット２２の幅は、プローブ７の突起８，９の直径と略同じ大きさである。プローブ７が筒部２１に挿入される際、プローブ７の突起８，９がスリット２２内を移動する。

スリット２２には、２つの嵌入部２３，２４が設けられている。一方の嵌入部２３は、スリット２２の始端の近くに設けられており、他方の嵌入部２４はスリット２２の終端に設けられている。２つの嵌入部２３，２４は、何れもスリット２２の一側方（本実施形態では、左側方）に設けられており、凹状に形成されている。２つの嵌入部２３，２４は、プローブ７が筒部２１に挿入された後、所定の方向（本実施形態では、図１において左方向）に回転させることによって、プローブ７の突起８，９が嵌り込む。こうして、プローブ７の突起８，９が嵌入部２３，２４に嵌り込むことによって、センサ装置５は保持部材２０に保持される。

取付片２５は、筒部２１の一端、即ちスリット２２の始端とは反対側の端部には、複数（本実施形態では、３つ）設けられている。取付片２５は、筒部２１における端部の外周面から径方向に延びている。３つの取付片２５は、筒部２１の周方向において互いに等間隔で設けられている。取付片２５には、ボルト２７を挿入するための貫通孔２６が設けられている。取付片２５は、ボルト２７によって取付部材１０に締結される。これにより、保持部材２０は取付部材１０に取り付けられる。このように、筒部２１は、一端（取付片２５側の端部）が配管１に向かって開口する状態で設けられ、他端（取付片２５側と反対側の端部）からプローブ７が挿入される。

保持部材２０は、取付部材１０の貫通孔１１に対応する位置に取り付けられる。即ち、保持部材２０は、筒部２１における取付片２５側の開口が貫通孔１１と対向する状態で、取付部材１０に固定される。取付部材１０の貫通孔１１の孔径は、プローブ７の直径と略同じ大きさである。貫通孔１１は、保持部材２０に挿入されたプローブ７の先端が挿入される。貫通孔１１に挿入されたプローブ７は、先端７ａ（先端面）が断熱材２と接触する。

プローブ７は、先端側の突起９がスリット２２の終端に接するまで筒部２１に挿入される。つまり、保持部材２０では、プローブ７の突起９がスリット２２の終端に接することにより、筒部２１へのプローブ７の挿入が制限される。突起９がスリット２２の終端に接した状態では、プローブ７の先端７ａが貫通孔１１に挿入され断熱材２に所定の状態で接触する。つまり、保持部材２０では、プローブ７の突起９がスリット２２の終端に接した時にプローブ７の先端７ａが断熱材２と接するように、スリット２２の長さが設定されている。そして、プローブ７を回転して突起８，９がそれぞれ嵌入部２３，２４に嵌り込むことにより、プローブ７（センサ装置５）の位置が固定される。これにより、プローブ７と配管１（測定対象物）との距離を固定することができる。

このように、スリット２２は、プローブ７が挿入される際、プローブ７の先端７ａと配管１との距離が所定値となるまで突起８，９をガイドするガイド部を構成している。また、嵌入部２３，２４は、プローブ７が回転されて突起８，９が嵌り込むことによってプローブ７の位置を固定する位置決め機構を構成している。

締付けバンド３０は、プローブ７（センサ装置５）を保持部材２０により強固に固定するためのものである。締付けバンド３０は、略Ｃ型に形成されたバンド本体３１と、ネジ３２とを有している。締付けバンド３０は、バンド本体３１を保持部材２０の筒部２１に挿入した状態でネジ３２を締めていくことにより、バンド本体３１の内径が小さくなり、バンド本体３１によって筒部２１を締め付ける。これにより、筒部２１がプローブ７により強固に密着する。締付けバンド３０による締め付け位置は、筒部２１においてスリット２２の始端に近いほどよい。筒部２１では、スリット２２の始端に近い位置ほど内方へ撓みやすいため、より強固に締め付けることができる。

以上のように、上記実施形態のセンサ固定器具１００は、一端が配管１（測定対象物）に向かって開口する状態で設けられ、他端からプローブ７が挿入されて該プローブ７を保持する両端開放の筒部２１を備えている。そして、筒部２１は、側壁に軸方向に延びて設けられ、プローブ７が挿入される際、プローブ７の先端７ａと配管１との距離が所定値となるまで、プローブ７の突起８，９をガイドするガイド部（スリット２２）を有している。

上記の構成によれば、特にセンサ装置５のメンテナンスや交換によってセンサ装置５を再度固定する際、センサ装置５を所定の固定状態で容易に固定することができる。つまり、プローブ７の先端７ａと配管１との距離を一定に保つことができる。これにより、センサ装置５の検出精度をより高く且つ安定したものにすることができる。

また、上記実施形態のセンサ固定器具１００において、筒部２１は、プローブ７の先端７ａと配管１（測定対象物）との距離が所定値となった際、プローブ７が回転されることによって突起８，９が嵌り込む嵌入部２３，２４を有している。この構成によれば、容易にプローブ７を所定の固定状態で固定することができる。

また、ガイド部は、筒部２１の端部から軸方向途中まで形成され、内部を突起８，９が移動するスリット２２である。この構成によれば、簡易な構成でプローブ７をガイドすることができる。

また、上記実施形態において、測定対象物は、高温の流体が流れる配管１であり、その外周に断熱材２が巻かれている。センサ固定器具１００は、断熱材２の外周に巻かれて設けられ、外周面に筒部２１の端部が固定される板状の取付部材１０を備えている。取付部材１０は、固定された筒部２１の端部に対応する位置に設けられ、プローブ７の先端７ａが挿入され断熱材２に接触する貫通孔１１を有している。

上記の構成によれば、断熱材２の外周側に筒部２１を固定することができる。また、貫通孔１１によって、プローブ７を断熱材２に接触させた状態、即ちプローブ７の先端７ａと配管１との距離が所定値となる状態でプローブ７を固定することができる。これにより、プローブの先端が直接、配管１に接触する場合に比べて、センサ装置５が高温による影響を受けにくくすることができる。

また、上記実施形態のセンサ固定器具１００は、筒部２１の外周に設けられ、筒部２１を締め付けてプローブ７に密着させる締付けバンド３０を備えている。そのため、プローブ７を筒部２１に強固に固定することができる。特に、筒部２１にはスリット２２が設けられているため、筒部２１は内方へ撓みやすい。そのため、より強固に締め付けることができる。

また、上記実施形態のプローブ７は、測定対象物（配管１）の厚さを測定するために、測定対象物（配管１）に渦電流を発生させ、発生した渦電流を検出するものである。この場合、渦電流の発生を一定に保つためにはプローブ７の先端７ａと測定対象物との距離を一定に保つことが重要であるところ、上記実施形態のセンサ固定器具１００では両者の距離を一定に保つことができるので、センサ装置の検出精度をより高く且つ安定したものとすることができる。

なお、上記実施形態のセンサ固定器具１００は、プローブ７の先端７ａが測定対象物に接触して固定される場合にも同様に適用することができる。

また、上記実施形態において、測定対象物は上述した配管１に限らない。また、上記実施形態において、センサ装置５は、測定対象物の温度や振動を測定するものであってもよい。この場合、プローブ７は測定対象物に直接接触させることが好ましい。

また、上記実施形態では、プローブ７の外周面において２つで対となる突起８，９を２対設けた構成を示したが、突起８，９は１対でもよいし、突起８，９の何れかのみを１つまたは２つ以上設けるようにしてもよい。この場合、突起８，９に対応させて嵌入部２３，２４を設けることが好ましい。

本願に開示の技術は、センサを測定対象物に固定するセンサ固定器具について有用である。

１配管（測定対象物）
２断熱材
５センサ装置
７プローブ
７ａ先端
８，９突起
１０取付部材
１１貫通孔
２１筒部
２２スリット（ガイド部）
２３，２４嵌入部
３０締付けバンド
１００センサ固定器具

Claims

外周面に突起が設けられた柱状のプローブを有するセンサ装置を測定対象物に接触させてまたは近接して固定するセンサ固定器具であって、
一端が前記測定対象物に向かって開口する状態で設けられ、他端から前記プローブが挿入されて該プローブを保持する両端開放の筒部を備え、
前記筒部は、該筒部の側壁に軸方向に延びて設けられ、前記プローブが挿入される際、前記プローブの先端が前記測定対象物に接触するまで、または、前記プローブの先端と前記測定対象物との距離が所定値となるまで、前記突起をガイドするガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記筒部の前記他端から軸方向途中まで形成され、内部を前記突起が移動するスリットである
ことを特徴とするセンサ固定器具。
請求項１に記載のセンサ固定器具において、
前記筒部は、前記プローブの先端が前記測定対象物に接触した際、または、前記プローブの先端と前記測定対象物との距離が所定値となった際、前記プローブが回転されることによって前記突起が嵌り込む嵌入部を有している
ことを特徴とするセンサ固定器具。
請求項１または２に記載のセンサ固定器具において、
前記測定対象物は、流体が流れる配管であり、その外周に断熱材が巻かれており、
前記断熱材の外周に巻かれて設けられ、外周面に前記筒部の前記一端が固定される板状の取付部材を備え、
前記取付部材は、前記筒部の前記一端に対応する位置に設けられ、前記プローブの先端が挿入され前記断熱材に接触する貫通孔を有している
ことを特徴とするセンサ固定器具。
請求項１に記載のセンサ固定器具において、
前記筒部の外周に設けられ、該筒部を締め付けて前記プローブに密着させる締付けバンドを備えている
ことを特徴とするセンサ固定器具。
請求項１乃至４の何れか１項に記載のセンサ固定器具において、
前記プローブは、前記測定対象物の厚さを測定するために、該測定対象物に渦電流を発生させ、発生した渦電流を検出するものである
ことを特徴とするセンサ固定器具。